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監(jiān)視器行頻、場頻與分辨率的關系

來源:中國安防網(wǎng)        編輯:數(shù)字音視工程    2009-05-22 00:00:00     加入收藏

監(jiān)視器行頻、場頻與分辨率的關系

    目前在市場上銷售的顯示器,說明書上無一例外地給出點 節(jié)距、行頻、場頻及帶寬等技術指標。例如,PHILIPS 105A 15英寸顯示器的點節(jié)距為0.28mm、行頻(水平掃描頻率)為30 ~70KHz、場頻(垂直掃描頻率)為55~120Hz、帶寬為 108MHz;三星500p 15英寸顯示器點節(jié)距為0.28mm、行頻為30 ~69KHz、場頻為50~160Hz、帶寬為110MHz,這些參數(shù)反映了 顯示器的內在質量。了解這些參數(shù)所代表的意義,弄清它們相 互之間的關系,對我們掌握顯示器的特性很有幫助,也能使我們對言過其實的廣告有一個清醒的認識。 

 

    什么是行頻、場頻?
   
顯像管 電子槍發(fā)射的電子束在行偏轉磁場的作用下從熒屏左上角開 始,向右作水平掃描(稱為行掃描正程),掃完一行后迅速又回掃到左邊(稱為行掃描逆程)。由于場偏轉磁場的作用,在 離第一行稍低處開始第二行掃描,如此逐次掃描直至屏幕的右 下角,便完成了整個屏幕一幀(即一幅畫面)的顯示,之后,電子束重又回掃到左上角開始新一幀的掃描。完成一行水平掃描的時間,確切地說應是從第一行開始至第二行開始的間隔時 間(行掃描正程時間+行掃描逆程時間)稱行周期,其倒數(shù)即 為行頻FH。同樣,完成整個屏幕掃描的時間(場掃描正程時間+場掃描逆程時間)稱場周期,其倒數(shù)即為場頻FV。
    
早期的顯示器是采用隔行掃描方式,即先掃描奇數(shù)行1、 3、5……直至終了(奇場),再掃偶數(shù)行2、4、6……(偶場), 奇場與偶場合在一起才組成完整的一幀圖像,幀頻(刷新率) 是場頻的一半。現(xiàn)在絕大多數(shù)的電視機仍采用這種掃描方式,它的優(yōu)點是節(jié)省頻帶,缺點是刷新率低,圖像有閃爍感,近距觀看尤其明顯,易使眼睛疲勞,因此計算機顯示器現(xiàn)在已經(jīng)不采用這種掃描方式,代之以逐行順序掃描。一場結束,也就是一幀圖像再現(xiàn),場頻與幀頻已經(jīng)統(tǒng)一。早期顯示器的場頻通常與電網(wǎng)頻率一致,即50Hz或60Hz(即每秒顯示50幅或60幅圖像),這是因為當時的電源及濾波技術限制,可能因濾波不良造成非同步干擾,這種干擾表現(xiàn)為屏幕上滾動的黑色橫條,其滾動頻率為電網(wǎng)頻率與場頻之間的差拍。現(xiàn)在這個問題已經(jīng)解決,場頻不必與電網(wǎng)頻率同步,一般取60~70Hz之間,高的達100多Hz,85Hz是VESA標準的刷新速率,用85Hz以上的刷新率顯示圖像才無閃爍感。

行頻、場頻與顯示分辨率的關系
   
行頻及場頻與顯示分辨率有關,在給定場頻的條件下,顯示分辨率越高,要求的行頻也越高,它們之間的關系為
FH=FV×NL÷0.93
NL
:電子束水平掃描線數(shù)。
NL÷0.93的原因是因為電子束掃到屏幕的最后一行后并不 能立即回到原點,需要將電路中存儲的能量泄放掉,這段時間 稱回掃期或者叫恢復期,大約占整個場掃周期的(4~8)%,計 算中取7%是合
適的。
    
這一公式表明行頻分別與場頻、分辨率成正比,場頻越高或者水平線數(shù)越多,要求的行頻也越高。反過來說,行頻越高,則允許顯示器分辨率可變范圍越大,場頻也越高,顯示器越好,當然價格也越貴。近幾年制造技術的進步,掃描頻率自 動跟蹤技術已普及使用,使顯示器擺脫單一固定的行頻及場 頻,掃描頻率允許在一定的范圍內變化,能根據(jù)顯示卡的信號頻率進行自適應調整。

    什么是帶寬?
    
所謂帶寬是顯示器視頻放大器通頻帶寬度的簡稱,一個電路的帶寬實際上是反映該電路對輸入信號的響應速度。帶寬越寬,慣性越小,響應速度越快,允許通過的信號頻率越高,信號失真越小,它反映了顯示器的解像能力。
    
凡電子電路都存在一個固有的通頻帶,這是因為電子電路無一例外地引入了電感、電容等儲能元件,即便沒有采用現(xiàn)成的電感線圈或電容器,導線本身就是電感,導線與導線之間、 導線與地之間便組成電容,這就是通常所說的雜散電容或分布電容,它們對信號起著阻滯和傍路的作用,消耗信號的能量。交流信號的頻率越高,它們的作用越明顯,若頻率為某一值的 正弦波信號通過電路時其能量被消耗一半,則這個頻率便是此電路的帶寬。另外,由頻譜分析知,矩形脈沖信號可分解成一個基波和若干個高次諧波的正弦波信號,脈沖寬度越窄,基波 的頻率越高,高次諧波越豐富,并且諧波的幅度也越大,要求 電路通頻帶也越寬,否則高次諧波無法通過,造成波形嚴重失真。濾波器理論告訴我們,減少信號損失的辦法是增加帶寬或 者通頻帶的頻譜特性與信號的頻譜特性相匹配。
    
一個有理想通頻帶寬的濾波器是非常復雜的,它與工作信 號的波形、寬度、頻率等許多參數(shù)有關,工程上往往采用簡化的方法,對于常用的幾種分辨率,計算結果列于上附表中,這 里帶寬上下限分別取常數(shù)1.37和0.72而得。帶寬低于下限,則 信號失真太大,帶寬高于上限,會造成不必要的浪費。這是因 為帶寬達到一定值后若再增加,對某頻率的信號來說其波形的改善十分有限,而為增加帶寬所付的代價卻非常昂貴,所以要折衷考慮。
   
如果不知道信號的脈沖寬度或頻率,這種計算方法就感到 比較麻煩,這里我們給出一個簡單實用的計算公式,根據(jù)顯示器所要求的最高分辨率,算出該顯示器視頻放大器的帶寬B。
   B=FV ×
NL÷0.93×DH÷0.8
   DH
:每條水平掃描線上的像素個數(shù)
   NL
:顯示的掃描線數(shù)
  
括號里的數(shù)值分別代表每場的視在行數(shù)和每行的視在像素數(shù)。例如對分辨率為1024×768、場頻為60Hz的顯示器,我們可以算出要求的帶寬為B=60×(768÷0.93)×(1024÷0.8)=63.4 MHz這一值恰好介于表中所示帶寬的中間。通過以上討論,我們就可以根據(jù)顯示器給出的技術參數(shù), 計算出該顯示器的最高分辨率了。

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